JP6307358B2 - トンネル用型枠およびトンネル施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル用型枠およびトンネル施工方法に関する。

ＮＡＴＭトンネルでは、地山等級に応じて、標準支保パターンが変化する。
図３に示すように、支保パターンにより、インバートが有る区間と、インバートが無い区間とでは、トンネル断面形状（覆工コンクリートの脚部形状）が変化する。

インバートがある区間では、図３の（ｂ）に示すトンネルＴ２ように、覆工コンクリートＣ１とインバートコンクリートＣ２との接合部（コーナー部）が断面曲線状に形成されているのが一般的である。
このような、断面曲線状のコーナー部は、表面（コンクリート側の面）が曲面状に形成された型枠（インバートフォーム）を使用して施工するのが一般的である。

一方、インバートが無い区間では、図３の（ａ）に示すトンネルＴ１ように、覆工コンクリートＣ１の脚部は直線に近い形状に形成されている。このような区間では、コンクリート側の面（コンクリート成型面）が平面状に形成された型枠（下端フォーム）を使用して施工を行う。

支保パターンに応じて断面形状が変化するトンネルでは、トンネルの断面形状の変化に応じて、トンネル用型枠の下端フォーム（インバートフォーム）を交換して施工を行う必要がある。

また、特許文献１には、断面形状が変更可能なトンネル用型枠として、複数の型枠部材がヒンジ機構を介して回動自在に結合されているものが開示されている。

特開平１１−０４４１９７号公報

下端フォームを交換する場合は、交換作業に手間がかかり、工期短縮化の妨げとなってしまう。
また、特許文献１のトンネル用型枠では、型枠部材の回動のみで対応する必要があるため、覆工コンクリートの脚部形状に対応できない場合があった。

なお、トンネル断面形状をインバート有の断面形状に統一することで、施工時の手間を省略する場合もあるが、コンクリートの打設量が増加し、不経済になってしまう。

このような観点から、本発明は、覆工コンクリートの脚部形状が変化するトンネルを、簡易かつ安価に施工することが可能なトンネル用型枠およびトンネル施工方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のトンネル用型枠は、型枠本体部と、前記型枠本体部の下端部に取り付けられたインバートフォーム材とを備えるものであって、前記インバートフォーム材はコンクリート成型面が曲面状に形成されており、前記インバートフォーム材のコンクリート成型面には覆工脚部用アタッチメントが着脱可能に取り付けられていて、前記覆工脚部用アタッチメントは、平面状の成型板と、前記成型板と隙間をあけて配設された取付板とを備えており、前記取付板は、前記インバートフォーム材のコンクリート成型面に対応した曲面を呈していることを特徴としている。

かかるトンネル用型枠によれば、覆工脚部用アタッチメントを取り付けることで覆工コンクリートの脚部を平面状に成型することができ、また、覆工脚部用アタッチメントを取り外すことで覆工コンクリートの脚部を曲面状に成型することができる。すなわち、覆工脚部用アタッチメントの着脱のみで、覆工コンクリートの脚部形状に対応することが可能であるため、施工性に優れている。

また、本発明のトンネル施工方法は、トンネル用型枠を据え付ける工程と、前記トンネル用型枠と地山面との間にコンクリートを打設する工程とを備えており、前記トンネル用型枠は、型枠本体部と前記型枠本体部の下端部に取り付けられたインバートフォーム材と、前記インバートフォーム材に着脱される覆工脚部用アタッチメントとを備えており、前記覆工脚部用アタッチメントは、平面状の成型板と、前記成型板と隙間をあけて配設された取付板とを備えており、前記取付板は、前記インバートフォーム材のコンクリート成型面に対応した曲面を呈していて、インバートを施工しない区間では、前記インバートフォーム材に前記覆工脚部用アタッチメントを取り付けた状態で前記コンクリートを打設し、インバートを施工する区間では、前記インバートフォーム材から前記覆工脚部用アタッチメントを取り外した状態で前記コンクリートを打設することを特徴としている。

かかるトンネル施工方法によれば、覆工脚部用アタッチメントの着脱のみで、地山の等級区分に応じた断面形状の覆工コンクリートを形成することができるため、施工性に優れている。

本発明のトンネル用型枠およびトンネル施工方法によれば、覆工コンクリートの脚部形状に対応したトンネル施工を簡易かつ安価に行うことができる。

本実施形態のトンネル用型枠を示す断面図である。 （ａ）は本実施形態の覆工脚部用アタッチメントの取付状況を示す側面図、（ｂ）は同覆工脚部用アタッチメントの正面図である。 トンネルの標準断面図であって、（ａ）はインバートが無い断面図、（ｂ）はインバートが有る断面図である。

本実施形態のトンネル用型枠１は、トンネル軸方向に沿って移動して、連続的にトンネルＴの覆工コンクリートＣを打設できる、いわゆるスライドセントルである。

トンネル用型枠１は、図１に示すように、型枠本体部２と、インバートフォーム部３と、覆工脚部用アタッチメント４とを具備している。
型枠本体部２は、複数枚に分割された型枠部材２１，２１，…を組み合わせることによりトンネルＴの計画断面に応じた断面形状を呈している。

また、型枠部材２１の背面側には、支持部材２２が配設されている。
支持部材２２は、型枠部材２１を支持する部材であって、形鋼等を適宜組み合わせることにより門型に形成された枠組み部材である。

支持部材２２は、下端に車輪を備えていて、トンネル軸方向に沿って敷設されたレール上を走行する。つまり、本実施形態のトンネル用型枠１は、所定箇所に移動可能である。

支持部材２２は作業足場２３を備えており、コンクリート打設時の作業員の足場や資材機器等の仮置き場として機能する。作業足場２３の配置等は限定されるものではない。
また、型枠本体部２の構成は限定されない。

インバートフォーム材３は、型枠本体部２の最下段の型枠部材２１の下端に、回転可能に連結されている。
また、インバートフォーム材３は、背面（覆工コンクリートの打設面と反対側面）に設置された伸縮部材３１により支持されている。
伸縮部材３１は、トンネル径方向に伸縮可能である。すなわちインバートフォーム材３は、型枠本体部２との連結部を中心に回動可能に設けられている。

伸縮部材３１は、一端がインバートフォーム材３の背面に接続しており、他端が支持部材２２に接続されている。本実施形態では、伸縮部材３１として油圧シリンダーを使用するものとするが、伸縮部材３１の構成は限定されない。

インバートフォーム材３は、コンクリート成型面が曲面状に形成されている。
インバートフォーム材３のコンクリート成型面は、インバート区間におけるトンネルＴの脚部形状に応じた形状を呈していればよく、その形状は限定されない。

図２の（ａ）に示すように、インバートフォーム材３のコンクリート成型面に対し、覆工脚部用アタッチメント４を着脱可能である。
インバートフォーム材３には、覆工脚部用アタッチメント４を取り付けるためのボルト孔（図示せず）が形成されている。

覆工脚部用アタッチメント４は、インバートフォーム材３のコンクリート成型面に着脱可能に取り付けられる部材である。
覆工脚部用アタッチメント４のコンクリート成型面は、平面状に形成されている。なお、覆工脚部用アタッチメント４のコンクリート成型面は、完全な平面である必要はなく、例えば、インバートフォーム材のコンクリート成型面よりも大きな半径の曲面に形成されていてもよい。

覆工脚部用アタッチメント４は、成型板４１と、リブ材４２と、側板４３と、取付板４４と、裏板４５とを備えている。
覆工脚部用アタッチメント４は、取付板４４をインバートフォーム材３のコンクリート成型面に当接させた状態で、インバートフォーム材３に固定する。

成型板４１は、コンクリート成型面を形成する板材であって、鋼板により形成されている。
成型板４１は、平板状に形成されていて、その背面には複数のリブ材４２が固定されている。なお、成型板４１は、平板（平面）に近い形状であればよく、わずかに湾曲していたり、折れ点を有していてもよい。

リブ材４２は、成型板４１を補強する鋼板であって、成型板４１の背面に立設するように溶接されている。なお、リブ材４２は必要に応じて形成すればよい。
本実施形態では、トンネル周方向に沿って設けられた縦リブ４２ａ，４２ａ，…と、トンネルの軸方向に沿って設けられた横リブ４２ｂ，４２ｂ，…とを備えている。

縦リブ４２ａは、成型板４１の上端部と下端部にそれぞれ溶接されている。本実施形態では、成型板４１の上端および下端のそれぞれにおいて、側板４３，４３の間に２枚の縦リブ４２ａ，４２ａが配設されている。
なお、縦リブ４２ａの配置等は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

横リブ４２ｂは、成型板４１の前後（切羽側と坑口側）に配設された一対の側板４３，４３に横架されている。
本実施形態では４枚の横リブ４２ｂがトンネル周方向に間隔をあけて配設されている。
なお、横リブ４２ｂの配置や数は限定されるものではない。

側板４３は、成型板４１の前後の側面（切羽側端面と坑口側端面）にそれぞれ設けられている。
側板４３は、鋼板により構成されており、成型板４１に溶接されている。
なお、側板４３の形成方法は限定されるものではなく、例えば、成型板４１を構成する鋼板を折り曲げることにより側板４３を形成してもよい。また、側板４３は必要に応じて形成すればよい。

取付板４４は、成型板４１の背面側に、成型板４１と隙間をあけて配設された鋼板であって、覆工脚部用アタッチメント４の前後（切羽側と坑口側）にそれぞれ設けられている。

切羽側に配設された取付板４４は、切羽側の端面が側板４３に溶接されており、坑口側に配設された取付板４４は、坑口側の端面が側板４３に溶接されている。
また、取付板４４の上端は、最上段に配設された横リブ４２ｂに溶接されていて、取付板４４の下端は、裏板４５に溶接されている。
なお、取付板４４の固定方法は限定されない。また、取付板４４は、必ずしも覆工脚部用アタッチメント４の前後にそれぞれ設ける必要はなく、成型板４１と同等の幅を有した１枚の鋼板を成型板４１の背面に配設したものであってもよい。

取付板４４は、インバートフォーム３のコンクリート成型面に対応した曲面を呈している。覆工脚部用アタッチメント４は、取付板４４をインバートフォーム３のコンクリート成型面に重ね合わせた状態で、インバートフォーム３に取り付ける。

取付板４４には貫通孔が形成されている。
覆工脚部用アタッチメント４は、取付板４４の貫通孔を挿通させたボルトＢをインバートフォーム３に螺合することで、インバートフォーム３に固定される。

裏板４５は、成型板４１の背面に設けられた平板である。
裏板４５の下端は、成型板４１の下端に溶接されている。裏板４５は、上端に向かうに従って成型板４１と離れるように設けられている。

裏板４５の上端部は、取付板４４よりも突出しており、インバートフォーム３の下端面に当接している。
なお、裏板４５は、必要に応じて形成すればよい。

トンネル用型枠１を利用したトンネル施工方法は、据付工程と、打設工程とを備えている。
据付工程は、トンネル用型枠１をトンネルＴ内に据え付ける工程である。
本実施形態では、トンネルＴ内に敷設されたレールを走行させることによりトンネル用型枠１を所定の位置まで移動させた後、型枠部材２１，２１，…により所定形状を形成することによりトンネル用型枠１を据え付ける。

なお、インバートを施工しない区間では、トンネル用型枠１のインバートフォーム材３に覆工脚部用アタッチメント４を取り付ける。
一方、インバートを施工する区間では、トンネル用型枠１のインバートフォーム材３から覆工脚部用アタッチメントを取り外しておく。

打設工程は、トンネル用型枠１と地山面との間にコンクリートを打設する工程である。
なお、インバートを施工しない区間では、図２の（ａ）に示すように、裏板４５に沿って端板５を固定することで、覆工脚部用アタッチメント４の下端と地山面との隙間を遮蔽し、かかる状態でコンクリートを打設する。
端板５の固定方法は限定されないが、本実施形態では、裏板４５と取付治具５１により端板５を把持することで固定する。なお、端板５は、必要に応じて設置すればよい。

本実施形態のトンネル用型枠１によれば、覆工脚部用アタッチメント４の着脱のみで、簡易に支保パターンに応じた断面形状に覆工コンクリートを打設することができるため、施工性に優れている。

トンネル用型枠１は、覆工脚部用アタッチメント４をインバートフォーム材３に取り付けることで覆工コンクリートＣの脚部を平面状に成型することができ、また、覆工脚部用アタッチメント４をインバートフォーム材３から取り外すことで覆工コンクリートＣの脚部を曲面状に成型することができる。したがって、覆工脚部用アタッチメントの着脱のみで、覆工コンクリートの脚部形状に対応することが可能である。そのため、インバートを有する区間とインバートを有しない区間とを有するトンネルの施工を簡易に行うことができ、ひいては、施工費の低減化も図ることができる。

本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

覆工脚部用アタッチメントのコンクリート成型面は、覆工脚部用アタッチメントをインバートフォーム材に取り付けた状態で、鉛直であってもよいし、傾斜していてもよい。
覆工脚部用アタッチメントの詳細は、コンクリート成型面が平面状に形成されていれば、前記実施形態で示したもの限定されない。

１ トンネル用型枠
２ 型枠本体
３ インバートフォーム材
４ 覆工脚部用アタッチメント
４１ 成型板
４２ リブ材
４３ 側板
４４ 取付板
４５ 裏板
Ｂ ボルト
Ｃ 覆工コンクリート
Ｔ トンネル

Claims (2)

1. 型枠本体部と、前記型枠本体部の下端部に取り付けられたインバートフォーム材と、を備えるトンネル用型枠であって、
   前記インバートフォーム材は、コンクリート成型面が曲面状に形成されており、
   前記インバートフォーム材のコンクリート成型面には、覆工脚部用アタッチメントが着脱可能に取り付けられていて、
   前記覆工脚部用アタッチメントは、平面状の成型板と、前記成型板と隙間をあけて配設された取付板とを備えており、
   前記取付板は、前記インバートフォーム材のコンクリート成型面に対応した曲面を呈していることを特徴とする、トンネル用型枠。
2. トンネル用型枠を据え付ける工程と、
   前記トンネル用型枠と地山面との間にコンクリートを打設する工程と、を備えるトンネル施工方法であって、
   前記トンネル用型枠は、型枠本体部と前記型枠本体部の下端部に取り付けられたインバートフォーム材と、前記インバートフォーム材に着脱される覆工脚部用アタッチメントと、を備えており、
   前記覆工脚部用アタッチメントは、平面状の成型板と、前記成型板と隙間をあけて配設された取付板とを備えており、
   前記取付板は、前記インバートフォーム材のコンクリート成型面に対応した曲面を呈していて、
   インバートを施工しない区間では、前記インバートフォーム材に前記覆工脚部用アタッチメントを取り付けた状態で前記コンクリートを打設し、
   インバートを施工する区間では、前記インバートフォーム材から前記覆工脚部用アタッチメントを取り外した状態で前記コンクリートを打設することを特徴とする、トンネル施工方法。

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